DE2254203C3 - Verfahren zur Herstellung von flamm beständigen und schmelzbeständigen Phenolharzfäden - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von flamm beständigen und schmelzbeständigen PhenolharzfädenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von fiammbeständigen und schmelzbeständigen
Phenolharzfäden durch Schmelzverspinnen eines ungehärteten Novolakharzes, das ein faserbildendes
thermoplastisches, synthetisches Polymerisat zugemischt enthalten kann, Härten des erhaltenen
Fadens mit einem Härtungsmittel in Gegenwart eines Katalysators und gegebenenfalls Verstrecken
des Fadens.
Phenolharzfäden sind beispielsweise in der DT-OS 10419 (entsprechend südafrikanische Patentschrift
01 356) beschrieben. Diese Veröffentlichung gibt an, daß ein ungehärtetes Novolakharz in der Schmelze
gesponnen wird und die gesponnenen Fäden in eine wäßrige Lösung eines Gemisches aus Chlorwasserstoffsäure
und Formaldehyd während 10 und mehreren Stunden eingetaucht, langsam erhitzt und weiter in
einer wäßrigen Lösung eines Gemisches aus C'hlorwasscrstoffsäure und Formaldehyd zum Sieden erhitzt
werden, wobei die Fäden gehärtet werden. Nach diesem Verfahren sind die Garneigenschaften
der erhaltenen Fäden, wie beispielsweise Zähigkeit und Dehnung, nicht zufriedenstellend, und die Farbe
der Fäden isl dunkelbraun.
Um einem Polyamidfaden ein erhöhtes Ausmaß an elastischen Eigenschaften zu erteilen, wurde auch vorgeschlagen,
daß ein geschmolzenes Gemisch aus einem Polyamidharz und einem schmelzbaren Phenol-Formaldehydharz
in einer Menge bis zu 40 Gewichtsprozent des Polyamidharzes in der Schmelze gesponnen wird,
um Fäden zu erzeugen, und die erhaltenen Fäden werden unter Verwendung eines Alkalihärtungsmittels
gehärtet (japanische Patent-Veröffentlichung 5929 65). In der Patentschrift wird ausgeführt, daß, falls die
Menge des Phenol-Formaldehydharzes 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyamidharz, überschreitet,
die Spinnbarkeit oder Streckbarkeit des erhaltenen Gemisches herabgesetzt wird und nachteilige Einflüsse
auf die Qualität des erhaltenen Fadens ausgeübt werden, und in dem einzigen Beispiel dieser Patentschrift
beträgt die Menge an Phenol-Formaldehydharz 10 Gewichtsprozent bezogen auf Nylon-6.
Zur Verwendung als Innenverzierungen oder Stoffe sind Phenolharzfäden von hellfarbigem Aussehen
erforderlich, so daß sie leicht in verschiedenen Farben gefärbt werden können, und es ist notwendig, daß sie
zusätzlich zufriedenstellende Zähigkeit und Dehnung aufweisen und auch eine hohe Flammbeständigkeit
und Schmelzbeständigkeil aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung flammbeständiger
und schmelzbeständiger Phenolharzfäden durch Schmelzverspinnen, wobei Fäden mit hellfarbigem
Aussehen, guter Färbbarkeit, verbesserten Garneigenschaften, wie beispielsweise Zähigkeit und Dehnung
in einfacher Weise unter Anwendung einer verkürzten Härtungsdauer erhalten werden können.
Das Verfahren zur Herstellung von flammbeständigen und schmelzbeständigen Phenolharzfäden
durch Schmelzverspinnen eines ungehärteten Novolakharzes, das ein faserbildendes thermoplastisches, synthetisches
Polymerisat zugemischl enthalten kann. Härten des erhaltenen Fadens mit einem Härtungsmittel in Gegenwart eines Katalysators und gegebenenfalls
Verstrecken des Fadens ist dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Novolakharz oder
einem Gemisch des Novolakharzes mit weniger als 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge
der Gemischkomponenten, eines thermoplastischen synthetischen Polymerisats schmclzversponnene Faden
mit einem Aldehyd als Härtungsmitlel in Gegenwart eines sauren Katalysators vorgehärtet wird und
dann der vorgehärtete Faden mit einem Aldehyd in Gegenwart eines basischen Katalysators gehärtet
Das Verfahren zur Herstellung des Novolakharzes
selbst ist bekannt. Es kann durch Umsetzung (Polykondensation) eines Phenols mit einem Aldehyd
unter Erwärmen in Gegenwart eines sauren Katalysators hergestellt werden. Gewöhnlich besitzen Novolakharze
ein zahlenmäßiges mittleres Molekulargewicht von etwa 300 bis etwa 2000. Gegebenenfalls
können solche mit höherem Molekulargewicht. z. B. bis zu etwa 5000, hergestellt weiden. Daher können,
wie bekannt, modifizierte Novolakharze vorwiegend vom Novolaktyp, die durch irgendeine gewünschte
Kombination der Reaktion des Novolaktyps und der Reaktion des Rcsoltyps erhalten werden, gleichfalls
verwendet werden. Ferner können beliebige gewünschte Kombinationen von Phenolen und Aldehyden
verwendet werden, und unterschiedliche Novolakharze. die sich jeweils aus einer abweichenden
Kombination von Phenol und Aldehyd ableiten. können gemeinsam verwendet werden.
Die zur Herstellung der Novolakharze verwendeten Phenole sind am häufigsten Phenol und Kresol. Es
können jedoch auch andere Phenole verwendet werden. Beispiele dieser Phenole sind Phenol, ο-Κ resol.
m-Kresol, p-Kresol, 2,3-Xylenol, 2,5-Xylenol. 2,4-Xylenol,
2,6-Xylenol, 3,4-Xylenol, 3,5-Xylenol, o-Äihylphenol,
m-Äthylphenol, p-Äthylphenol, p-Phenylphenyl,
p-tert.-Butylphenol, p-tert.-Amylphenol, Bisphenol
A, Resorcin und Gemische von zwei oder mehreren dieser Verbindungen miteinander.
Der am häufigsten zur Polykondensation mit dem obigen Phenol verwendete Aldehyd ist Formaldehyd.
jedoch kann auch Paraformaldehyd, Benzaldehyd. Hexamethylentetramin, Furfurol und ein Gemisch
derselben gleichfalls verwendet werden. Diese Aldehyde können als Härtungsmittel gemäß der Erfindung
eingesetzt werden.
Der für die Reaktion zur Bildung von Novolakbarzen verwendete Säurekatalysator kann irgendeine
bekannte organische oder anorganische Säure sein, beispielsweise Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure.
Schwefelsäure, Phosphorsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure oder Phthalsäure.
Gemäß der Erfindung kann das thermoplastische synthetische Polymerisat dem Novolakharz in einer
Menge von z. B. 0,1 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge der fadenbildenden Masse.
zugesetzt werden.
Als thermoplastische, synthetische Polymerisate können Polyamide, wie beispielsweise Nylon-6. Nylon-7,
Nylon-9, Nylon-11, Nylon-12, Nylon-66. Nylon-610,
Nylon-611, Nylon-612, Nylon-6T entsprechend
der allgemeinen Formel
V-CONH-Q1H11A-
oder Nylon-11 T entsprechend der allgemeinen Formel
oder Nylon-11 T entsprechend der allgemeinen Formel
^ CONH-C11H22^--
und Copolymere, die im wesentlichen aus diesen Polyamiden bestehen; Polyester, wie beispielsweise
Polymethylenterephthalat, Polyäthylentercphthalat, Polybutylenterephthalat, Polyäthylenoxyterephthalat.
Polycyclohexylenterephthalat u. dgl, und Copolymere, die im wesentlichen aus diesen Polyestern bestehen;
Polyolefine, wie beispielsweise Polyäthylen. Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid
u. dgl., und deren Copolymere und verschiedene Polyurethane verwendet werden. Diese
thermoplastischen Polymeren können im Gemisch verwendet werden.
Die Vorhärtung des in der Schmelze gesponnenen Fadens kann auf verschiedenen Wegen bei einer
Temperatur von Raumtemperatur bis 250 C erfolgen. Die Temperatur kann innerhalb des obenerwähnten
Bereichs je nach der Art und Menge des Novolakharzes, der Art und Menge des thermoplastischen.
synthetischen Polymerisats, dem Titer des Fadens, der Art, in der die Härtung durchgeführt wird, der
Art und Menge des Härtungsmittels u. dgl. entsprechend gewählt werden.
Gemäß einer Ausführungsform wivd der in der Schmelze tzesDonnenc Faden in ein Aldehvd als
Härtungsmitte! enthaltendes Bad in Gegenwart eines Säurekatalysators eingetaucht oder hindurchgeführt.
Beispielsweise werden die Fäden in eine wäßrige Lösung eines Gemischs aus einem sauren Katalysator
und einem Aldehyd während 5 bis 20 Stunden bei '.-iner Temperatur im Bereich von 15 bis 30 C
eingetaucht. Nach einem anderen Bc piel werden die Fäden in eine wäßrige Lösung des genannten Gemisches
eingetaucht, und dann wird die Lösung langsam auf 40 bis 105 C während etwa 0,5 bis
5 Stunden erhitzt. Diese Vorhärtung kann auch erfolgen, indem die Fäden mit einem gasförmigen
Gemisch eines sauren Katalysators und eines Aldehyds bei einer Temperatur von 30 bis 105 C in Be-
>5 rührung gebracht werden. Selbstverständlich können
diese Verfahren kombiniert werden. Wenn das Ausmaß der Temperaturerhöhung höher als 200 C h
ist, löst sich der Faden auf oder klebt. Daher sollte die Temperatur nicht zu einem Ausmaß von höher
ίο als 200 Ch erhöht werden. Die Kontaktierung /.wischen
dem Faden und einer das Härtungsmittel enthaltenden Flüssigkeit ist nicht auf die beschriebene
Methode beschränkt, sondern es können auch andere Mittel, wie beispielsweise Aufsprühen oder AuI-dampfen
verwendet werden.
Ein Beispiel der wäßrigen Lösung des Gemisches aus Aldehyd und Säurekatalysator ist eine wäßrige
Lösung,' die 6.0 bis 40 Gewichtsprozent, bevorzugt 15 bis 25 Gewichtsprozent der Säure und 6,0 bis
40 Gewichtsprozent, bevorzugt 1 5 bis 25 Gewichtsprozent des Aldehyds, enthält.
Der am häufigsten verwendete Aldehyd ist Formaldehyd, jedoch können Paraformaldehyd. Benzaldehyd,
Hexamethylentetramin. Furfurol und ein Gemisch derselben gleichfalls verwendet werden.
Der in der Erfindung verwendete Säurekatalysator kann irgendeine bekannte anorganische oder organische
Säure sein, wie beispielsweise Chlorwasserstolfsäure. Schwefelsäure, Salpetersäure, Essigsäure, Oxalsäure,
Ameisensäure. Orthophosphorsäure, Buttersäure, Milchsäure, Benzolsulfonsäure, p-Toluolsulfonsäurc
oder Borsäure. Gemische dieser Säuren können gleichfalls verwendet werden.
Der vorgehärtete oder teilweise gehärtete Faden wird dann mit dem Aldehyd wie oben beschrieben,
in Gegenwart eines basischen Katalysators gehärtet. Der erfindungsgemüß verwendete basische Katalysator
kann Ammoniak. Ammoniumhydroxid und Amine, beispielsweise Monoüthanolamin, Triäthylenamin.
ein Hydroxid oder Curbonat eines Alkalimetalle und oder Erdalkalimetalls, z. B. Natriumhydroxid.
Kaliumhydroxid. Calciumhydroxid. Bariumhydroxid oder Natriumcarbonat und deren Gemische
sein. Hexamethylentetramin kann nicht nui
ss als Härtungsmittel. sondern auch als basischer Katalysator
verwendet werden.
Die Härtung des so gehärteten oder teilweise gehärteten Fadens erfolgt gewöhnlich dadurch, daß dei
Faden mit einem Gemisch des Aldehyds und basischer
fco Katalysators in Form einer wäßrigen Lösung, eine:
Rauchs oder Dampfs in Berührung gebracht wird Wenn diese Behandlung unter Verwendung de
Gemisches in Form einer wäßrigen Lösung durch geführt wird, wird der vorgehaitete Faden in ein dei
(15 Aldehyd und den basischen Katalysator enthaltende
Bad bei einer Temperatur von etwa 15 bis 40 C ein getaucht oder hindurchgefühlt. Dann wird die Tem
pcralur langsam von 40 auf 105 C erhöht. Vorzugs
weise wird die Temperatur zu einem Ausmaß von
weniger als 50 C h erhöht.
Die vcrgehärteten Faden können auch mit der
Lösung bef40 bis 105 C wahrend 15 bis 90 Minuten
behandelt werden. Natürüch kann die Temperatur innerhalb dieses Temperaturbereichs während der
Behandlung erhöht werden. Wenn die oben beschriebenen Maßnahmen unter Druck durchgeführt
werden, können die Maßnahmer bei einer Temperatur über 105" C durchgeführt werden.
Wenn die vorgehärteten Fäden in einem gasförmigen Gemisch aus Aldehyd und basischem Katalysator
behandelt werden, werden die vorgehärteten Fäden bei 30 bis 105 C während 20 bis 120 Minuten
!»ehandelt. In diesem Fall werden gewöhnlich Am-Bioniak
als basischer Katalysator und Formaldehyd •Is Aldehyd verwendet.
Es ist am günstigsten, daß die Härtungsbehandlung enter Verwendung des basischen Katalysators bei
•Ο bis 80 C während 30 bis 60 Minuten in einer
wäßrigen Lösung aus Formaldelnd und Ammoniak erfolgt.
Die Konzentrationen an Aldehyd und basischem Katalysator werden je nach der Behandlungstemperatur.
Behandlungszeit u. dgl. variiert. Jedoch ist die Konzentration an Aldehyd gewöhnlich I bis 60 Gewichtsprozent,
bevorzugt 12 bis 45 Gewichtsprozent,
am günstigsten bei 20 bis 35 Gewichtsprozent.und die
Konzentration des basischen Katalysators beträgt gewöhnlich 0.2 bis 20 Gewichtsprozent, bevorzugt
1 bis 10 Gewichtsprozent, am günstigsten 2.0 bis 3.5 Gewichtsprozent.
Die Umsetzung des Novolakharzes mi'i Formaldehyd in Gegenwart eines basischen Katalysators schreitet
mit beträchtlich hoher Reaktionsgeschwindigkeit fort. Jedoch kleben oder lösen sich ungehärtete
Novolakfäden in der Oberfläche unter der oben beschriebenen Atmosphäre selbst bei einer relativ niedrigen
Temperatur, wie beispielsweise unter 50 C, auf Grund ihrer hohen Reaktionsgeschwindigkeit, und
die Fäden verlieren häufig ihre fadenförmige Gestalt.
Gemäß der Erfindung wird zunächst eine Oberflächenschicht der ungehärteten oder unverneizten
Novolakfäden unter Bildung einer lösungsmittclunlöslichen. dreidimensionalen Oberflächenstruktur 4«
vorgehärtet oder vorvernetz!. Die erhaltene dreidimensionale Struktur schützt das lösungsmittellösliche,
ungehärtete oder unvernelzte Innere oder den Kernteil der Fäden, und somit können, selbst
wenn die Fäden den strengsten Bedingungen ausgesetzt sind, unerwünschte Erscheinungen, wie beispielsweise
Kleben und Lösen, vollständig verhindert werden.
Das heißt, ungehärtete oder unvernetzte Novolakfa'den
werden zunächst in eine wäßrige Lösung eines Gemischs aus beispielsweise Formaldehyd und dem
Säurekatalysator eingetaucht oder gegenüber einem gasförmigen Gemisch derselben bei einer Temperatur
von unter 105'C ausgesetzt, wobei eine dreidimensionale Struktur auf der Oberflächenschicht der Fäden
ausgebildet wird. Die erhaltenen vorgchärteten Kidcn
werden vorzugsweise mit Wasser gewaschen und unmittelbar in eine wäßrige Lösung eines Gemisches
des basischen Katalysators und Aldehyds eingetaucht oder gegenüber einem gasförmigen Gemisch derselben
bei einer Temperatur unterhalb 120 C" ausgesetzt,
wodurch ungehärtete oder unvernetzte Teile im Innern der vorgehärteten Fäden rasch \ernetzt
werden können und unschmelzbare und flamrr beständige Phenolharzfasern mit hoher Fcbii-ke
und Dehnung innerhalb eines sehr verkürzen Zcn
raums erzeugt werden können, ohne unerwünscht Erscheinungen, wie beispielsweise Kleben Lnd Lö^er
Somit werden nach dem Verfahren der Erfindern schmelzversponnene Fäden aus ungehärtetem ΝΌ\(1
lakharz mit einer wäßrigen Lösung eines Gemi-.chc
des Säurekatalysators und des Aldehyds vorlaut·· gehärtet, wobei die Härtung der Fäden mit eine'
wäßrigen Lösung eines Gemisches aus basischen· Katalysator und Aldehyd vollständig innerhalb cmc
verkürzten Zeitraums durchgerührt werden kann Die Konzentrationen an Aldehyd. Säurekaiaiw,tOi
und basischem Katalysator sind wichtige Erfordernisse zur Erreichung der besten Ergebnisse der Erfindung.
In der wäßrigen Lösung eines Gemisches aus Säurekatalysator
und Aldehyd wird, wenn die Konzentration des Säurekatalysators geringer als Mi c,c.
wichtsprozent ist. und die des Aldehyds gerinne;- i]s
6,0 Gewichtsprozent ist. die Vorhärtungszeit gewöhnlich verlängert, und ferner neigen die Fäden /um
Auflösen oder Kleben. Andererseits neigen, wenn die
Konzentration des Säurekatalysators höher ais v'i (iL>wichtsprozent
und die de^ Aldehyds höher ais 4(: 1 ]L._
wichtsprozent beträgt, die Novolakfäden zum Lo-cn
und Kleben. Folglich werden Konzentrationen \,·:·, 6.0 bis 40 Gewichtsprozent sowohl für den s.,U!v_
katalysator als den Aldehyd bevorzugt.
In der wäßrigen Lösung eines Gemisches aus
basischem Katalysator und Aldehyd wird, wenn u;j
Konzentration des basischen Katalysators »erinner als 0.2 Gewichtsprozent und die des Aldehyds neünner
als 1.0 Gewichtsprozent ist. die Härtungszeit new ähnlich
verlängert, und die erhaltenen Fäden neigen /ur Herabsetzung der Festigkeit und Dehnuni:. Wenn
andererseits die Konzentration an basischem KataK-sator höher als 20 Gewichtsprozent ist und die des
Aldehyds höher als 60 Gewichtsprozent ist. neigen die Fäden zur Auflösung, oder es bilden sich Hohlräume
in den Fäden, wodurch die Fäden leicht spröde werden. Daher werden eine Aldehydkonzentration
von 1 bis 60 Gewichtsprozent und eine Konzentration an basischem Katalysator von 0.2 bis 20 Gewichtsprozent
bevorzugt.
Die Behandlungstemperatur bei der Härtung der
vorgehärteten Fäden unter Anwendung des basischen Katalysators ist zur Erzielung bester Ergehnisse
wichtig. Wenn die Härtungstemperatur weniger ais 40 C beträgt, neigt, selbst wenn mit einer wäßrigen
Lösung eines Gemisches aus Säurekatalysator und Aldehyd bei einer Endbehandlungstemperatur von
105 C vorgehärtete oder teilweise gehärtete No\olakfäden
verwendet werden, die Härtungszeit dazu verlängert zu werden, und darüber hinaus wird die Festigkeit
der gehärteten Fäden leicht herabgesetzt. Wenn die Behandlungstemperatur höher als 105 C ist,
ist nicht nur die Verteilung der Festigkeit und Dehnung
in den einzelnen gehärteten Fäden weit, sondern es ist
auch schwierig, ein technisch annehmbares Produkt dsr gehärteten Fäden zu erzeugen. Folglich wird
es bevorzugt, die Härtung der vorgehärtcten Fäden bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 105 C
durchzuführen.
Nach der Härtung werden die gehärteten Fäden mit Wasser gewaschen und können bei 50 bis HKi C'
während 20 bis 60 Minuten getrocknet werden.
Gemäß der Erfindung haben Fäden, deren Oberfläche
mit der wäßrigen Lösung eines Gemisches aus Säurekatalysator und Aldehyd vorgehärtet wurden,
einen rotbraunen Farbton, wenn jedoch die vorgehärteten Fäden weiter mit der wäßrigen Lösung s
eines Gemisches aus basischem Katalysator und Aldehyd behandelt werden, besitzen die behandelten
Fäden einen hellgelben Farbton.
Die Schmelzspinnvorrichtung und das Verfahren sind bekannt, und deren Beschreibung wird in der
vorliegenden Beschreibung weggelassen.
Die bekannten Behandlungen, wie Filtration oder Lntschäumung des geschmolzenen Gemisches können
zu jedem beliebigen Zeitpunkt, bevor das geschmolzene Gemisch die Spinndüse erreicht, durchgeführt werden.
Der gesponnene Faden kann nach dem Aufwickeln oder zu irgendeinem beliebigen Zeitpunkt vor dem
Aufwickeln gehärtet werden. Die Aufwickelgeschwindigkeit beträgt gewöhnlich etwa 200 bis 2500 m je
Minute. Gewöhnlich ergeben Aufwickelgcschwindigkeilen, die etwas rascher als die Spinngeschwindigkeit
sind, günstige Wirkungen auf die Festigkeit des erhaltenen Fadens.
Bekannte öle oder n-Paraffinkohlenwasscrstoffe
u. dgl. können als Spinnölzubercitungen verwendet werden.
Der schmelzvcrsponnene Faden kann zu jeder gewünschten Zeit vor und. oder nach der Härtung
verstrcckt werden. Das Verstrecken führt häufig zu erwünschten Eigenschaften des Fadens.
Das Streckverfahren kann in einer Stufe oder in mehreren Stufen erfolgen, und der Faden kann entweder
kalt oder heiß verstreckt werden. Im Fall eines Mchrstufen-Streckverfahrens können das KaItversirccken
und HcÜJverstrcckcn wahlweise kornbiniert
werden. Das Zugverhältnis ist gleichfalls wahlweise und liegt gewöhnlich bei bis zu 2.5. bezogen
auf die Länge des unvcrstreckten Fadens.
Der erhaltene kontinuierliche Faden der Erfindung kann direkt in Form von Monofäden, Mullifädcn
oder Kabeln verwendet werden, er kann jedoch auch in Form von Fasern, die auf die gewünschten Längen
geschnitten sind, verwendet werden. Oder er kann als gesponnene Garne entweder allein oder im Gemisch
mit bekannten Fäden oder Fasern oder in Form von gezwirnten Garnen u. dgl. verwendet werden. Er
kann auch zu verschiedenartigen Fadenstrukturen, wie beispielsweise gestrickte bzw. gewirkte oder
gewebte Tuche oder nichtgewebte Tuche entweder allein oder im Gemisch mit bekannten Fäden verarbeitet
werden.
Der schmelzversponncne, gestreckte oder ungestreckte
flammbeständige und schmelzbeständige, gehärtete, kontinuierliche Phenolharzfaden besitzt überlegene
Flammbesländigkeit und Antischmelzcigenschäften und weist ein hellfarbiges Aussehen auf,
gute Färbbarkcit und verbesserte Garncigenschaftcn. wie beispielsweise Festigkeit und Dehnung. Dieser
Faden kann innerhalb eines verkürzten Härtungszeitraums ohne die unerwünschten Erscheinungen,
wie beispielsweise Kleben und Lösen der Fäden, das während der Vorhärtungs- oder Härtungsstufc auftreten
kann, erzeugt werden. Die Fäden besitzen ein hellfarbiges Aussehen und können leicht in verschiedenen
Farben gefärbt werden. Daher können die Fäden für einen weiten Anwendungsbereich eingesetzt
werden, beispielsweise als Innen Verzierungen Tücher bzw. Stoffe.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand weiterer Beispiele zusammen mit Verglcichsbeispielen beschrieben.
Festigkeit und Dehnung wurden nach der .11S-Methode L-1074 bestimmt.
Beispiel 1
und Vergleichsbeispicle 1 und 2
und Vergleichsbeispicle 1 und 2
In einen 500-ml-Trennkolben. der mit einem Rührer
und einem Rückflußkühler ausgestattet war, wurden 188 g Phenol, 21 g Paraformaldehyd, 35 g Wasser und
0,432 g Oxalsäure eingebracht, und das erhaltene Gemisch wurde bis auf 70 C im Verlauf von einer
Stunde unter Rühren erhitzt. Dann wurde die Masse bei 70 C gehalten, und es wurden 85 g Formalin, das
37 Gewichtsprozent Formaldehyd enthielt, tropfenweise zu der Masse in. Verlauf von 30 Minuten zugesetzt.
Das erhaltene Gemisch wurde auf lOOC während 30 Minuten erhitzt und bei dieser Temperatur
3 Stunden umgesetzt. Nach Beendigung der Umsetzung wurde das Reaktionsgemisch durch Zugabe
von 0,387 g Natriumhydroxid neutralisiert. Das erhaltene Novolakharz wurde dreimal mit heißem
Wasser gewaschen. Dann wurde das Novolakharz in einen eiförmigen Kolben gebracht und langsam
bei vermindertem Druck erhitzt, und nach 2 Stunden betrug die Temperatur 200 C. und der Druck lag bei
10 mm Hg. Der Kolben wurde unter diesen Bedingungen
während einer Stunde gehalten, wobei ein Novolakharz erhalten wurde. Das sich ergebende
Novolakharz besaß ein zahlenmäßiges mittleres Molekulargewicht von 960. das mittels einer Meßvorrichtür-g
Tür Molekulargewicht. Dampfdruck und osmotischcn Druck (Knauer Co.. Bundesrepublik
Deutschland) gemessen wurde und besaß eine Schmclzviskosität von 3600OcP bei 150 C. die mittels eines
Koka-Strömungslcstgcräts (hergestellt von der
Shimazu Saisakusho) gemessen wurde.
Das erhaltene Novolakharz wurde bei 152 bis 160 C unter einem Stickstoffdruck von 0,03 atm
mittels einer Spinndüse mit 4 Löchern von 2.0 mm Durchmesser schinelzversponncn. und die gesponnenen
Fäden wurden auf eine Spule mit einer Geschwindigkeit
von 1000 m min aufgenommen.
Die erhaltenen u,,;:ehärleten Novolakfaden hatten
einen mittleren Durchmesser von 18.5 μ. eine mittlere Festigkeit von 0.098 g den und eine mittlere Dehnung
von 0,54%.
Die erhaltenen ungehärteten Novolakfäden wurden in eine wäßrige Lösung eines Gemischs aus 17.5 Gewichtsprozent
Chlorwasserstoffsäure und 18.5 Gewichtsprozent Formaldehyd bei 25" C eingetaucht unc
unmittelbar auf 90c C im Verlauf von einer Stunde erhitzt.
Ein Drittel der vorgchärteien Novolakfäden lief
man in der oben beschriebenen wäßrigen, gemischter Lösung, und das Erhitzen wurde weiter bei 95 bis 97 C
während 15 Stunden fortgesetzt (Vergleichsbcispicl 1)
Ein weiteres Drittel der vorgehärteten Fäden wurd( mit heißem Wasser gewaschen und dann bei 75 C
während 5 Stunden mit einer wäßrigen Lösung eine; Gemisches aus 2,8 Gewichtsprozent Ammoniak um
33.3 Gewichtsprozent Formaldehyd behandelt (Bei spiel 1).
Ferner wurde das restliche Drittel Novolakfädei in eine wäßrige Lösung eines Gemisches aus 0.5 Ge
wichtsprozent Ammoniak und 5.5 Ciewichtsproz.cn
Formaldehyd bei 25 C eingetaucht und unmittelba auf 75 C im Verlauf von einer Stunde erhitzt (Vci
gleichsbeispicl 2). In diesem Versuch lag der Grund
für die Auswahl einer Ammoniakkonzentration von 0,5 Gewichtsprozent darin, daß, wenn die Konzentration
an Ammoniak 2,8 Gewichtsprozent beträgt. Kleben der Fasern in beträchtlichem Ausmaß auftritt
und die Behandlung nicht durchgeführt werden kann. Die folgende Tabelle I zeigt die Veränderungen
der Festigkeit und Dehnung der Novolakfäden mit Ablauf der Härtungszeit, nachdem die Fäden vorgehärtet
sind, indem sie in die wäßrige Lösung eines Gemisches aus Chlorwasserstoffsäure und Formaldehyd
eingetaucht wurden und die Farbtönung gehärteter Fäden im oben beschriebenen Beispiel 1,
Vergleichsbeispicl 1 und Vcrgleichsbeispiel 2.
Versuch | Härtung | Festigkeit und Dehnung |
0 I 30 |
Vergleichs | Chlorwasser- | Festigkeit | Erhitzung |
beispiel 1 | stoffsäure- | (g/den) | bei vor |
Formaldehyd | Dehnung | läufiger | |
(%) | Härtung | ||
(25 -90'C) | |||
Beispiel 1 | Chlorwasser- | Festigkeit | desgl. |
stoffsäure- | (g/den) | ||
Formaldehyd | |||
1 Ammoniak- |
Dehnung | ||
Formaldehyd | (%) | ||
Verglcichs- | Ammoniak- | Festigkeit | Erhitzung |
beispiel 2 | Formaldehyd | (g/den) | bei vor |
Dehnung | läufiger | ||
(%) | Härtung | ||
(2575 C) |
Hürlungszeit (min)
0.51
0,51
1.3
75 | 90 | 120 | IKO | 360 | 660 |
0.49 | 0,54 | 0,61 | 0,78 | 1,21 | 1.73 |
1,4 | 2.0 | 2,1 | 3,0 | 4,3 | 14,2 |
1,11 | 1.45 | 1,81 | 1,73 | 1,55 | |
1.3 | 26.5 | 35,5 | 31,2 | 15.1 |
960
1.64
8,3
Messungen der Festigkeit und Dehnung sind auf Grund von Kleben und Lösen
unmöglich
Farbtönung
der gehärteten
Fäden
dunkelrötlich braun
hellgelblich braun
helleelb
Wie sich aus Tabelle I ergibt, ist bei der Härtungsbchandlung.
bei der lediglich Chlorwasscrstoffsäurc und Formaldehyd verwendet werden, die Herstellung
von Fäden mit hoher Festigkeit und Dehnung schwierig, selbst wenn die Härtung 11 Stunden erfolgt.
Andererseits können nach dem Verfahren der Hrfindunu
Fäden mit hoher Festigkeit und Dchnuniz
40 erhal-.cn werden, indem die Härtuniisbehandlung
während etwa 2 Stunden erfolgt. Ferner kleben oder lösen sich die Fäden teilweise bei der Härtungsbchandlung.
bei der lediglich Ammoniak und Formaldehyd verwendet werden, wenn die Temperatur
erhöht wird, und es ist nicht möglich, annehmbare
laden zu erzeuecn.
Beispiel
und Vcrgleichsbeispiel 3
5°
Ein Novolakharz mit einem zahlenmäßigen mittleren Molekulargewicht von 870 und einer Schmelzviskosität
von 2300OcP bei 150°C wurde in der gleichen Weise wie im Beispie! I beschrieben hergestellt.
Das Novolakharz wurde bei 152 bis 155 C mittels
einer Spinndüse mit vier Löchern von 1,9 mm Durchmesser schmclzversponnen und auf eine Spule mit
einer Geschwindigkeit von 8(X) m/min aufgenommen, wobei Novolakfädcn mit einem mittleren Durchmesser
von 20.5 μ, einer mittleren Festigkeit von 0.105 g den und einer mittleren Dehnung von 0.51 %
erhalten wurden.
Die erhaltenen Novolakfädcn wurden in eine
wäßrige Lösung eines Gemisches aus 17 Gewichtsprozent Chlorwasscrstoffsäurc und 17 Gewichtsprozent
Formaldehyd bei 250 C eingetaucht und unmittelbar auf 80 C in 1,5 Stunden erhitzt.
Hin Teil der voriiehärtctcn Novolakfädcn wurde
fiO mit einer wäßrigen Lösung eines Gemisches aus Chlorvyasserstoffsäurc
und Formaldehyd, welche die deiche zusammensetzung wie oben beschrieben hatte, bei
einer Temperatur von 60, 80. 95 oder 105° C während
15 Stunden behandelt (Vcrgleichsbeispiel 3).
Der Rest der oben vori;ehärtcten Fäden wurde mit
Wasser bc. 40"C gewaschen und dann mit einer
wäßrigen Losung eines Gemisches aus 2.0 Gewichtsprozent Ammoniak und 30.6 Gewichtsprozent Formaldehyd
bei einer Temperatur von 30 40 60 70.80.95 oder 10>
C während 5 Stunden behandelt (Beispiel 2).
Die folgende Tabelle II zeigt die Veränderung
der r-estigkc.t und Dehnung ^der Fasern mit dem
verlauf der Härtungszeit, nachdem die Fäden durch .-.intaucncn in die wäßrige Lösung eines Gemisches
aus C nlorwasscrstoffsäure und Formaldehyd in den oben beschriebenen Härtungsbchandlungcn und bei
nen »cnandlungstcmperaturcn voruehärtet worden
waren.
Härtung | iehand- | Festigkeit und Dehnung |
I) | 90 | 105 | Ha | tungsten (min) | 180 | 210 | 390 | 690 | 990 | larbton ι | |
Versuch | lungs- tenip. |
er | 0.49 | 0.50 | 120 | 150 | 0.61 | 0.65 | 0.71 | (),7X | 0.1K) | gehärtete Fäden |
||
( C) | Festigkeit | hitzt | 0.53 | 0.56 | ||||||||||
60 | (g.den) | bis | ι ■> | 1 7 | 1.5 | 2.1 | 5.1 | 5,6 | ||||||
Dehnung | auf 80 C |
1 6 | 1.4 | |||||||||||
bei | ||||||||||||||
der | ||||||||||||||
vor | ||||||||||||||
läufi | ||||||||||||||
gen | ||||||||||||||
Här | ||||||||||||||
tung | ||||||||||||||
Festigkeit | desgl. | 0.49 | 0.49 | 0.65 | 1.09 | 1.21 | 1.61 | 1,31 | ||||||
Chlor- | lg/den) | 0.50 | 0.54 | |||||||||||
Vcrgleichs- | wasserstoff- | 80 | Dehnung | 1.2 | 1.5 | 1.8 | 2.9 | Vi | 6,4 | 9.3 | dunkel- | |||
-»eispicl 3 | säurc | (%) | 2.1 | 1.9 | rötlichb | |||||||||
Form | Festigkeit (g.den) |
desul. | 0 49 | 0 51 | 0.75 | 0.86 | 1.25 | 1.79 | 146 | |||||
aldehyd | Ophniini* | 0 S9 | 0.71 | |||||||||||
95 | L-/^,! 11IUI I^L ("O) Festigkeil |
ι ■> | 1 4 | VO | 4.4 | 13.1 | 11 1 | |||||||
(g'den) | desgl. | 0.49 | 0.71 | 1 8 | ^ 1 | 1.66 | ..8. | 1.50 | 1.31 | 1.21 | ||||
Dehnung Festigkeit |
0.99 | 1.38 | ||||||||||||
105 | (g.den) | 1 ι | 1 9 | 54 | 5.7 | S.4 | 11,6 | 74 | ||||||
Dehnung | desgl. | 0.49 | 0.51 | 1 K | 1 S | 0.71 | 0.91 | 0.78 | ||||||
Chlor- | (" η) | 0.67 | 0.55 | |||||||||||
wasscrstoff- | 30 | Festigkeit | 1.2 | 1.5 | 4.2 | 4.3 | 3.9 | |||||||
säure | (g/den) | 1.6 | 2.1 | |||||||||||
Form | Dehnung | desgl. | 0.49 | 0.54 | 0.9(i | 1.31 | 1.11 | |||||||
aldehyd | 0.79 | 0.68 | ||||||||||||
I | 40 | Festigkeit | 1.2 | 1.9 | 10.6 | 1.2.2 | 19.4 | |||||||
Ig den) | 2.9 | 4.6 | ||||||||||||
1 | Dehnung | desgl. | 0.49 | 0.71 | 1.31 | I.Il | 0.95 | hcllgel | ||||||
Ammoniak | Festigkeit | 0.S6 | 1.09 | braun | ||||||||||
Form | 60 | (g den) | 1.2 | 8.3 | 31.4 | 33.3 | 28.6 | |||||||
aldehyd | Dehnung Co) |
desgl. | 0.49 | 0.86 | 15.5 | 19.8 | 1.66 | 1.42 | 1.20 | |||||
Beispiel 2 | Festigkeit | 1.15 | 1.69 | |||||||||||
70 | Ig den) | 1.2 | 11.1 | 33.1 | 29.3 | 21.3 | ||||||||
Dehnung | desgl. | 0.49 | 0.98 | 18.1 | 30.0 | 1.61 | 1.21 | 1.05 | ||||||
Festigkeit | 1.39 | 1.78 | ||||||||||||
SO | lg denI | 1.2 | 15.8 | 39.2 | 15.1 | 10.1 | ||||||||
Dehnung t"'n\ |
desgl. | 0.49 | 1.21 | 33.S | 42.1 | 1.51 | 1,13 | 1.15 | ||||||
\ " I Festigkeit |
1.76 | 1.71 | ||||||||||||
95 | (g den) | 1.2 | 21.0 | 4.8 | Mi | 2.9 | ||||||||
Dehnung | desgl. | 0.49 | 1.25 | 43.1 | 12.0 | 1.09 | 1.11 | 1.31 | ||||||
1.44 | 1.18 | |||||||||||||
105 | I "ι | 19.9 | 3.9 | 3.1 | 5.2 | |||||||||
30.5 | 5.6 | |||||||||||||
Wie sich aus Tabelle Π ergibt, ist es. wenn ungehärtete
Novolakfäden nur mit einer wäßrigen Lösung eines Gcmischs aus Chlorwasscrstoffsäure
und Formaldehyd behandelt werden, schwierig, gehärtete Fäden mit hoher Festigkeit und Dehnung
selbst bei längerer Bchandlungszcil zu erhalten. Nach dem Verfahren der Erfindung können gehärtete
Fäden mit hellem Farbton und von hoher Festigkeit und Dehnung innerhalb einer kurzen Behandlungszcit
erhalten werden. In diesem Fall werden, wenn die Behandlungstcmperatur mit der wäßrigen Lösung
aus Formaldehyd und Ammoniak 40 bis 105 C beträgt, die Festigkeit und die Dehnung der gehärteten
Faden innerhalb einer kurzen Bchandlungszcil erheblich gesteigert. Wenn jedoch die Bchandlungs-
temperatur 30 C beträgt, sind gehärtete Fäc ausreichende Festigkeit und Dehnung für pn
Zwecke aufweisen, schwierig herzustellen. ist. wenn die Bchandlungstempcratur 125"C
nicht nur die Bchandlungszcit begrenzt, sonde die technische Herstellung der gewünschten
schwierig.
Die in gleicher Weise wie im Beispiel 1 crl ungehärteten Novolakfädcn wurden in einer ν
Lösung eines Gemisches aus Chlorwassersl und Formaldehyd unter Variierung der
trationen der Chlorwasscrsioffsäurc und de
aldehyds. wie ir·, der folgenden Tabelle 111
•>ei 23 C während 16 Stunden eingetaucht und dann
lis auf 95 C in 7 Stunden erhitzt. Dann wurden die
Fäden mit Wasser gewaschen.
Die labeile 111 zeigt die Beziehung zwischen der
Festigkeit (g den)der Fade:1 und der Konzentrationen
der Chlorwas^rstoffsäure und des Formaldchvds.
Konzentration | 3.0 | (i.O | K | 15.0 |
η Formaldehyd | 0.12 | |||
Kicwichls- | 0.14 | 0.36 | 0.29 | |
pro7ent) | 0.18 | 0.41 | 0.43 | |
3.0 | 0.21 | 0.32 | 0.40 | |
6,0 | 0.18 | 0.2? | ||
15.0 | 0.14 | |||
18.0 | ||||
25.0 | ||||
40.0 | ||||
50.0 | ||||
Konzentration ;in ( hlon\;isM.'rM'>frsJmc
K iewichlspiozenti
IN.O j 25.« 40.0
K iewichlspiozenti
IN.O j 25.« 40.0
0.21
0.36
0.47
0.46
0.42
0.X2
0.11
0.47
0.46
0.42
0.X2
0.11
0.10 | 0.22 |
1.37 | 0.39 |
0.41 | 0.23 |
0.42 | 0.14 |
0.43 | 0.15 |
0.29 | |
0,11
0.17
0.14
0.17
0.14
Festigkeit
(ι; den I
(ι; den I
Wie sich aus Tabelle III ergibt, werden, wenn
sowohl die Konzentrationen an C'hlorwasserstoffsäure
als auch Formaldehyd im Bereich von 6.0 bis 40 Gewichtsprozent lagen, die Festigkeiten der Fäden
erhöht, und die Handhabung der Fäden ist einfach, und darüber hinaus können die Fäden zu gehärteten
Fäden mit hoher Festigkeil und Dehnung durch die nachfolgende Härtungsbehandlung mit einer wäßrigen
Lösung eines Gemisches eines basischen Katalysators und eines Aldehyds wie im Beispiel 1 und 2
gezeigt, verarbeitet werden. Wenn jedoch sowohl die Konzentration an Chlorwassersloffsäure als auch an
Formaldehyd geringer als 6.0 Gewichtsprozent oder höher als 40 Gewichtsprozent ist. besitzen die behandelten
Fäden geringe Festigkeit und lösen sich oder kleben.
in-Kresol und Formaldehyd wurden unter Hersiellun)'
eines Novolakhar/es mit einem zahlenmäßigen
minieren Molekulargewicht von 1010 und linei Schmel/wskosihil von 85OdOcP bei 150 C
polykondensiert, und das Novolakharz wurde in der
gleichen Weise wie im Beispiel 1 beschrieben unter Hrhalt ungehärteter Novolakfaden mit einem miiileren
Durchmesser von 17.6 μ. einer mittleren Festigkeit
von 0.089 g-den und einer minieren Dehnung von 0.(i3"o schmelzvcrsponncii.
Die erhaltenen Fasern wurden in eine wäßrige Lösung eines Gemisches aus 18.0 Gewichtsprozent
CTilorwasserstoffsäurc und 18 Gewichtsprozent Formaldehyd
bei 15 C" während einer Stunde eingetaucht und dann bis auf SO C in einer Stunde erhitzt.
Die so vorgehärteten Fäden halten einen mittleren Durchmesser von 17.7 μ. eine mittlere Festigkeit \on
0.39 g den und eine mittlere Dehnung von 1.2'V
Die vorgehärteten Fäden wurden mit Wasser gewaschen und dann bei 80 C" während 90 Muiuicn
mit einer wäßrigen Lösung eines Gemisches aus Ammoniak und Formaldehyd in den verschiedenen
Konzentralionen, wie in der folgenden Tabelle IY
gezeigt, gewaschen.
labellelY zeigt die Beziehungen zwischen der
Festigkeil und Dehnung der Novolakfädcn und den
Konzentralionen an Ammoniak und Formaldehyd.
(radon an !"Oi ni- |
!■i-stij-'keil leitern | 0 | 0.1 | o.: | Konzentration an Ammoniak | ! .0 | .-uichtsprozcnn | (i.O | 10 | 20 | 3ll | kleb) oder löst sich | 0.45 | 0,39 | klebt oder löst sieh | 0.45 | klebt |
• ililchyil | iinil Dehnunp ("<■) | 0.39 | 0.33 | 0.28 | 2.3 | 1.4 | 3.0 | ||||||||||
1.2 | 0.9 | 1.1 | Ki | 2.0 | 0.49 | 0.41 | 0.38 | 0.99 | kleb | ||||||||
!< iewichls- | 0.43 | 0.41 | 0.43 | 0.5 1 | 3.9 | 2.7 | 2.5 | 7.5 | |||||||||
prozcntl | 1.5 | 1.4 | 1.9 | 3.1 | 1.21 | 0.87 | 0.77 | 0.85 | 0.65 | ||||||||
O | Festigkeil | 0.41 | 0.46 | 0.93 | 0.84 | 1 5.6 | 11.7 | 5.9 | 10,4 | 2.1 | |||||||
Dehnung | 1.4 | 5.2 | 8.3 | 7.1 | 1.46 | 1.44 | 1.21 | 0.6" | |||||||||
0.5 | Festigkeit | 0.41 | 0.53 | 0.82 | 1.01 | 40.5 | 31.3 | 18.6 | 4.9 | ||||||||
Dehnung | 1.6 | 6.1 | 10.6 | 18.8 | 1.61 | 1.28 | |||||||||||
1 | Festigkeit | 0.53 | 0.61 | 1.11 | 1.52 | 42..^ | 36.3 | 1 5.4 | |||||||||
Dehnung | 1.7 | 5.7 | 10.6 | 39.2 | |||||||||||||
12 | Festigkeit | 0.49 | 0 62 | 1.05 | 1.33 | ||||||||||||
Dehnung | 1.9 | 6.1 | I 3.3 | 30.8 | |||||||||||||
20 | Festigkeit | ||||||||||||||||
Dehnung | |||||||||||||||||
35 | Festigkeit | ||||||||||||||||
Dehnung | |||||||||||||||||
Fortsetzung
Konzentration
an Formaldehyd
an Formaldehyd
(Gewichtsprozent)
Festigkeit (g den)
und Dehnung ("„1
und Dehnung ("„1
Festigkeit
Dehnung
Festigkeit
Dehnung
Dehnung
Festigkeit
Dehnung
Festigkeit
Dehnung
Dehnung
Konzentration an Ammoniak
(Gewichtsprozent)
(Gewichtsprozent)
0
0.48
0.48
2,1
0,45
1,2
0.36
1,3
1,3
0.1 | 0.2 | 1.0 | 2.0 | h.O | .« j | 3.1 |
0,54 | 0.83 | 1,31 | 1,28 | 0.82 | ||
4,9 | 8.7 | 18,5 | 19,6 | 13.3 | 0.56 0.41 | |
0,65 | 0,71 | 1,00 | 0,81 | 0.79 | 9,6 | klebt oder löst sich |
2,3 | 4,3 | 8.7 | 10.0 | 0.51 | ||
0,39 | 0.44 | 0,56 | 0,44 | |||
1.9 | 2,5 | 2,4 | 2.2 |
Wie sich aus Tabelle IV ergibt, können in der wäßrigen Lösung eines Gemisches aus Ammoniak
und Formaldehyd, wenn die Konzentration an Ammoniak 0,2 bis 50 Gewichtsprozent und die an
Formaldehyd 1 bis 60 Gewichtsprozent beträgt, gehärtete Novolakfäden mit hoher Festigkeit und
Dehnung erhalten werden. Wenn jedoch in der wäßrigen gemischten Lösung sowohl die Konzentration
an Ammoniak als auch an Formaldehyd zu gering ist oder wenn die Konzentration an Ammoniak
zu gering ist und die an Formaldehyd zu hoch ist, können keine Fasern mit hoher Festigkeit und
Dehnung erhalten werden.
Wenn ferner in der wäßrigen gemischten Lösung die Konzentration an Ammoniak zu hoch ist und die
an Formaldehyd zu gering oder zu hoch ist. lösen sich die Fasern oder kleben.
Ein Gemisch aus 90 g des im Beispiel 1 erhaltenen Novolakharzes und 10 g Nylon-6 wurde bei 250 C
geschmolzen und in einer Stickstoffatmosphäre in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 beschrieben unter
Erhalt ungehärteter Novolakfäden mit einem mittleren Durchmesser von 14,6 μ, einer mittleren Festigkeit
von 0,12 g/den und einer mittleren Dehnung von 0,86% schmelzversponnen.
Die gehärteten Novolakfäden wurden in eine
wäßrige Lösung eines Gemisches aus 15 Gewichtsprozent Chlorwasserstoffsäurc und 15 Gewichtsp'o-
"5 zent Formaldehyd bei 18 C während 10 Stunden eingetaucht
und dann auf 40 C in einer Stunde erhitzt. Die vorgehärteten Novolakfäden wurden in eine
wäßrige Lösung eines Gemisches aus 3,5 Gewichtsprozent Ammoniak und 31,6 Gewichtsprozent Form-
aldehyd bei 25' C eingetaucht und dann in 2 Stunden
auf 90 C erhitzt.
Die so erhaltenen gehärteten Fäden besaßen einen mittleren Durchmesser von 14,6 μ, eine mittlere
Festigkeit von 1,44g den und eine mittlere Dehnung
von 21,6% und waren unschmelzbare und flammbeständige
hellgelbe Fäden.
Ungehärtete Novolakfäden. die in der gleichen
Weise wie im Beispiel 1 beschrieben erhalten wurden,
wurden in eine wäßrige Lösung eines Gemisches aus 18,0 Gewichtsprozent Oxalsäure und 18,0 Gewichtsprozent
Formaldehyd während 3 Stunden eingetaucht und dann auf 80 C im Verlauf von 2 Stunden erhitzt.
Die vorgehärteten Fäden wurden bei 75 C während 5 Stunden mit einer wäßrigen Lösune eines Gemisches
aus 3,0 Gewichtsprozent verschiedener basischer Katalysatoren und 27,0 Gewichtsprozent verschiedener
Aldehyde, wie in der folgenden Tabelle V
gezeigt, oder mit einer wäßrigen Lösung, die 25 Gewichtsprozent Hexamethylentetramin enthielt, behandelt.
Die folgende Tabelle V zeigt die Veränderungen der Dehnung (0Zo) der Novolakfäden mit Ablauf der
Behandlungszeit in der oben beschriebenen Lösung.
Behandlung
15 | 30 | Bchandlungszeit (min) | 90 | 120 | 300 | |
0 | 9,7 | 28,6 | 60 | 35,8 | 21,5 | 10,6 |
1,6 | 10,8 | 25,4 | 33,3 | 31.9 | 23.3 | 9,5 |
1,6 | 4.5 | 8.3 | 34,1 | 18,3 | 21,1 | 19,6 |
1.6 | 8.8 | 27.6 | 12,2 | 36.6 | 28.5 | 11.8 |
1,6 | 7.7 | 18.4 | 31.5 | 35,1 | 30.3 | 11.2 |
1.6 | 19.8 | 8.9 | 28,1 | 5.6 | 3,9 | |
1.6 | 16,5 | 17.4 | 9.8 | 4.4 | ||
1.6 | 9.6 | 18.4 | 7.5 | 3.8 | ||
1.6 | 3.8 | 10.6 | 20.1 | 3.6 | ||
1,6 | 4.3 | 13.3 | 8.6 | 2.9 | ||
1.6 | 7.7 | |||||
Ammoniak Formaldehyd....
Ammoniak Paraformaldehyd
Ammoniak-Benzaldehyd
Hexamethylentetramin
Ammoniak Paraformaldehyd
Ammoniak-Benzaldehyd
Hexamethylentetramin
Paraformaldehyd
Hexamethylentetramin
Natriumhydroxid
Formaldehyd
Kaliumhydroxid
Formaldehyd
Calciumhydroxid
Formaldehyd
Bariumhydroxid
Formaldehyd
Natriumhydroxid
Benzaldehyd
Dehnung
Wie sich aus Tabelle V ergibt, nimmt, wenn die zu. Wenn jedoch eine Kombination eines Metall-
vorgehärteten Novolakfliden mit einer wäßrigen Lö- hydroxyds und eines Aldehyds verwendet wird, neigen
sung eines Gemisches des basischen Katalysators die Dehnungen der Faden zur Auflösung, und manch-
und des Aldehyds bv-handelt werden, die Dehnung mal lösen sich die Fasern teilweise auf.
der Fasern stets innerhalb eines kurzen Zeitraums 5
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von flammbeständigen und schmelzbeständigen Phenolharzfäden
durch Schmelzverspinnen eines ungehärteten Novolakharzes, das ein fasei bildendes thermoplastisches,
synthetisches Polymerisat zugemischt enthalten kann, Härten des erhaltenen Fadens
mit einem Härtungsmittel in Gegenwart eines Katalysators und gegebenenfalls Verstrecken des
Fadens, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Novolakharz oder einem Gemisch
des Novolakharzes mit weniger als 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge der Gemischkomponenten,
eines thermoplastischen synthetischen Polymerisats schmelzversponnene Faden mit einem Aldehyd als Härtungsmittel in
Gegenwart eines sauren Katalysators vorgehärtet wird und dann der vorgehärtete Faden mit einem
Aldehyd in Gegenwart eines basischen Katalysators gehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorhärtung bei einer Temperatur
im Bereich von etwa 15 bis etwa 105cC
erfolgt, wobei die Konzentration jeweils des Aldehyds und des Säurekatalysators bei 6,0 bis 40 Gewichtsprozent
gehalten wird, und daß die anschließende Härtung bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis etwa 1050C erfolgt, wobei die 3c
Konzentration des Aldehyds bei 1 bis 60 Gewichtsprozent und die des basischen Katalysators
bei 0.2 bis 20 Gewichtsprozent gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der schmelzversponnene Faden
vor und/oder nach der Härtung gestreckt wird und dabei das Streckverhältnis bis zu 2,5,
bezogen auf die Länge des nichtgezogenen Fadens, beträgt.
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